ענן

מתוך אנציקלופדיה, המכון למדעי כדור הארץ, האוניברסיטה העברית

(הבדלים בין גרסאות)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(תהליך חם:)
גרסה נוכחית (18:38, 9 בנובמבר 2011) (הצגת מקור)
 
שורה 1: שורה 1:
-
ענן הוא אוסף של טיפות מים וגבישי קרח שנמצאים ב[[אטמוספירה]].  
+
ענן הוא אוסף של טיפות מים וגבישי קרח שנמצאים ב[[אטמוספירה]], תחום המחקר העוסק בעננים הוא [[פיזיקת עננים]].  
= יצירת משקעים  =
= יצירת משקעים  =

גרסה נוכחית

ענן הוא אוסף של טיפות מים וגבישי קרח שנמצאים באטמוספירה, תחום המחקר העוסק בעננים הוא פיזיקת עננים.

תוכן עניינים

יצירת משקעים

תהליך חם:

1. נוקלאציה הומוגנית – מעבר פאזה של אדי מים ממצב גזי למצב נוצלי ויצירת טיפות ענן ללא התערבות של גורם המתווך בין אדי המים לנוזל. היווצרות טיפונת דורש התגברות על מכשול אנרגטי. באוויר בלתי רווי אנרגית מתח הפנים הנדרשת ליצור הטיפה, גדולה מהאנרגיה המשתחררת בתהליך העיבוי. אך טיפונת אינה נוצרת גם כאשר עוברים את נקודת הרוויה, ככל שטיפה קטנה יותר היחס בין הרדיוס לבין שטח הפנים שלה קטן יותר ולחץ האדים ברוויה הדרוש ליצירתה הולך ועולה, לכן מתחת לרדיוס מסוים טיפת הענן קטנה ומתאדה. תהליך של ניוקליאציה הומוגנית הינו נדיר.

רדיוס קריטי - ברדיוס זה האנרגיה הנדרשת לשמירת הטיפה במצב יציב יורדת, ולכן היא תמשיך לגדול באופן ספונטני, כל עוד תישמר על רוויה מספקת בסביבתה.

r_c= \frac{2 \sigma }{R_v \rho TlnS}

ככל שהעל רוויה גבוה יותר הרדיוס הקריטי נמוך יותר.
גדלים אופיינים
גדלים אופיינים

2. נוקלאציה הטרוגנית - על מנת להתגבר על המחסום האנרגטי וליצור טיפה ברדיוס מתאים להמשך הגדילה, צריך גרעין התעבות, נתינת רדיוס התחלתי גדול יותר מאפשר התעבות מים עליהם בצורה יותר קלה, ובכך מקטינים את לחץ האדים ברוויה הדרוש ליצירת הטיפונת. הצורך בגרעין התעבות הוא הסיבה שבאוויר נקי מאוד ישנו קושי להיווצרות משקעים. גידול הגרעין באמצעות התעבות לבדו לא מאפשר יצירת טיפת גשם (בקוטר אופייני של 2000 מיקרון) והתהליח הוא איטי מידי בשביל לקיים ענן.

3. התחברות הטיפות באמצעות התנגשויות בין טיפות קטנות לטיפה גדולה יותר. תהליך זה מתרחש בגלל העובדה שלטיפות בגדלים שונים יש מהירות נפילה שונה, המאפשרת מהירות סגירה בין הטיפות והתלכדות שלהן. טורבולנציה בענן מזרזת את קצב ההתנגשויות בין הטיפות.

מהירת הנפילה בטיפה גדולה מ40 מיקרון: כאשר משטר הזרימה סביבה הוא לימינרי.

V_t= \frac{2r^2 \rho_l g}{9 \mu}

מהירת הנפילה בטיפה גדולה מ600 מיקרון: כאשר משטר הזרימה סביבה הוא טורבולנטי.

V_t= \sqrt{ \frac{8}{3}  \frac{rg \rho_l g}{\rho' C_D }}

תהליך ביניים

קיימת פאזה מעורבת, יצירת משקעים ממים מקוררים ביתר לצד קרח. אפשר לחלק את התהליך לשניים:

1. מנגנון קפיאה הומוגני, אין מעורבות של גורם שלישי. דרוש קירור של מתחת לאפס מעלות צלזיוס. ככל שהטמפרטורה יותר נמוכה, צריך פחות מספר נמוך יותר של מולקולות מים בשביל לארגן את המים במבנה הדרוש.

2. מנגנון קפיאה הטרוגני, דרוש חומר שמהווה גרעין קפיאה.

תהליך קר

יצירת משקעי מקרח בלבד.


מיון עננים

סוגי עננים
סוגי עננים

את שמו של הענן קובעים לפי מאפיינים של גובה, צורה והאם ישנה יצירה של משקעים. 

לפי גובה:

נמוך – עננים שנמוכים מגובה של 2.5 ק"מ מעל הקרקע. לעננים אלו אין ציון בשם.

בינוני – עננים בגובה שבין 2.5 ק"מ ל5 ק"מ מעל הקרקע. מוסיפים לשמם את הציון – "אלטו".

גבוה – עננים מעל גובה 5 ק"מ מעל הקרקע. מוסיפים לשמם את הציון – "צירוס".

לפי צורה:

ענני ערימה – ערמתיים, נקראים קומולוס. נוצרים על ידי זרמי קונבקציה.

ענני פלטה – שכבתיים, נקראים סטרטוס. נוצרים מעליית משטח אוויר, כמו לדוגמא אוויר שעולה כתוצאה ממחסום טופוגרפי. 

לפי יצירת משקעים:

לענן שממטיר מוסיפים את הציון "נימבוס" בשמו.

 לדוגמא: ענן הנמצא בגובה בינוני, שכבתי ואינו ממטיר גשם: אלטוסטרטוס.

ענן בגובה נמוך, ערמתי, וממטיר: קמולוסנימבוס.

נושא זה נחקר במכון למדעי כדור הארץ באוניברסיטה העברית בירושלים http://earth.huji.ac.il

כלים אישיים